本發(fā)明屬于植物基因工程，具體涉及一種烏拉爾圖小麥 ndr1/hin1?like基因 tunhl以及該基因在植物抗性育種中的應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、普通小麥（ triticumaestivum）是全世界最重要的主要糧食作物之一，將近半數(shù)的全球人口以小麥為食，但是小麥生長(zhǎng)過(guò)程中面臨條銹病、白粉病以及赤霉病等病害的嚴(yán)重威脅，極大的威脅著小麥的產(chǎn)量和品質(zhì)。小麥條銹病是由小麥條銹菌( pucciniastriiformisf.?sp. tritici， pst)侵染小麥葉片等部位所引發(fā)的一種寄生型真菌病害，而小麥白粉病是由布氏白粉菌小麥?；停? blumeriagraminisformaspecialis tritici）引起的病害，同為寄生型病原真菌。小麥條銹菌和白粉菌均可危害小麥及其近緣種屬植物，病原菌侵染、擴(kuò)散后，寄生長(zhǎng)在植物體內(nèi)的菌絲將與寄主競(jìng)爭(zhēng)養(yǎng)分，繼之大量產(chǎn)生的病原菌分生孢子將覆蓋于葉面表面，妨礙寄主植物的光合作用。采用噴施化學(xué)藥劑的方式控制條銹病、白粉病，不但極大的增加了糧食生產(chǎn)成本，更可造成食物中農(nóng)藥殘留超標(biāo)以及生態(tài)環(huán)境嚴(yán)重惡化等苦果。相對(duì)而言，培育、推廣種植本身就具有優(yōu)良病原菌抗性的小麥品種，顯然是一種有效、經(jīng)濟(jì)且環(huán)境友好的應(yīng)對(duì)策略。而培育抗性小麥品種的當(dāng)務(wù)之急則是在地方小麥品種及其近緣種屬植物中加緊搜尋、挖掘優(yōu)良各種的抗源基因并研究其抗性機(jī)理，這也是抗性育種成敗的關(guān)鍵。

2、烏拉爾圖小麥（ triticumurartu）是普通小麥a基因組的原始祖先，屬于二倍體野生一粒小麥，相較于擬斯俾?tīng)柾猩窖虿莺痛稚窖虿荩ǘ叻謩e為普通小麥b、d基因組的供體祖先種）， triticumurartu在植株及麥穗形態(tài)發(fā)育方面的特性更加接近于六倍體普通小麥。烏拉爾圖小麥的一個(gè)代表材料g1812，含有7對(duì)染色體，其全基因組序列已經(jīng)測(cè)序完成并公布。g1812的基因組大小約5.6?g，功能基因也已基本注釋完成。pi428309是另一烏拉爾圖小麥材料，其基因組序列信息雖然未知，但經(jīng)抗性篩選發(fā)現(xiàn)其具有優(yōu)良的小麥白粉病以及小麥條銹病抗性。通過(guò)構(gòu)建pi428309與感病烏拉爾圖小麥材料g1812之間的遺傳定位群體，并利用bsr、bse等群體分離分析、互補(bǔ)抗性驗(yàn)證等實(shí)驗(yàn)方法，已經(jīng)在抗性材料pi428309中克隆并報(bào)道了數(shù)個(gè)主效、顯性的抗性功能基因。其中包括小麥白粉病抗性功能基因 pm60，其編碼一個(gè)典型的cc-nbs-lrr（cnl）蛋白；另一抗性基因?yàn)? yru1，其編碼n端帶有ankyrin結(jié)構(gòu)域、c端具wrky?結(jié)構(gòu)的特殊cnl蛋白，該蛋白賦予烏拉爾圖小麥pi428309以小麥條銹病抗性，這些基因的挖掘?yàn)樾←溈剐杂N中提供了優(yōu)良抗源。

3、目前可有效應(yīng)用于小麥抗性育種的抗源基因還非常有限，對(duì)于這些抗性基因調(diào)控免疫反應(yīng)的機(jī)理了解得還也不夠深入。當(dāng)前的研究結(jié)果普遍認(rèn)為，植物對(duì)病原菌的先天免疫系統(tǒng)包括兩個(gè)層次，即病原菌或損傷相關(guān)的分子模式激發(fā)的免疫反應(yīng)pattern-triggered?immunity?(pti)?和病原菌分泌的效應(yīng)因子激活的免疫反應(yīng)effector-triggered?immunity?(eti)，二者還存在相互協(xié)同和促進(jìn)關(guān)系，因此植物免疫系統(tǒng)涉及到大量的抗性相關(guān)基因和復(fù)雜的免疫途徑。培育優(yōu)良抗病小麥品種，迫切需要我們加緊探索和克隆更多的小麥抗性相關(guān)基因并深入研究它們參與免疫反應(yīng)的機(jī)制。

4、基于以上背景，通過(guò)對(duì)烏拉爾圖小麥材料pi428309在接種小麥白粉菌前后的樣品進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測(cè)序分析，發(fā)現(xiàn)一個(gè) ndr1/hin1?like基因 tunhl在接種白粉菌后轉(zhuǎn)錄水平顯著升高。與烏拉爾圖小麥材料的基因組序列進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，擬南芥中重要的抗病相關(guān)基因 ndr1（non-race-specific?disease?resistance?1)與 tunhl的相似性最高，可能是同源基因。分別通過(guò)單細(xì)胞瞬時(shí)過(guò)量表達(dá)以及穩(wěn)定轉(zhuǎn)化擬南芥實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)， tunhl在小麥白粉病抗性以及擬南芥白粉病抗性方面具有重要作用。此外，烏拉爾圖小麥材料pi428309在接種小麥條銹菌后， tunhl的轉(zhuǎn)錄水平并未發(fā)生顯著變化。但是，通過(guò)病毒誘導(dǎo)的基因沉默實(shí)驗(yàn)證實(shí)， tunhl對(duì)于烏拉爾圖小麥材料pi428309的小麥條銹病抗性基因 yru1發(fā)揮抗性功能是必不可少的， tunhl參與了 yru1介導(dǎo)的條銹病抗性反應(yīng)。通過(guò)對(duì)烏拉爾圖小麥pi428309中 tunhl的抗病功能研究，本發(fā)明為小麥抗性育種提供了新的高效抗源基因，還為深入探索小麥條銹病抗性基因 yru1調(diào)控免疫反應(yīng)的機(jī)理奠定了基礎(chǔ)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種烏拉爾圖小麥 ndr1/hin1?like基因 tunhl及其應(yīng)用，推進(jìn)對(duì)植物抗病基因調(diào)控免疫反應(yīng)機(jī)理的理解，從而為作物抗性育種提供新穎、高效的抗源基因，達(dá)到培育優(yōu)良抗性品種的目標(biāo)。

2、為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明首先提供了一種烏拉爾圖小麥e ndr1/hin1?like基因 tunhl，所述烏拉爾圖小麥 ndr1/hin1?like基因 tunhl編碼區(qū)的核苷酸序列如seq?id?no.1所示。

4、本發(fā)明還提供了一種由上述的烏拉爾圖小麥 ndr1/hin1?like基因 tunhl所編碼的蛋白，所述蛋白具有如seq?id?no.2所示的氨基酸序列。

5、本發(fā)明還提供了一種含有上述的烏拉爾圖小麥 ndr1/hin1?like基因 tunhl的重組載體。

6、本發(fā)明還提供了上述烏拉爾圖小麥 ndr1/hin1?like基因 tunhl在構(gòu)建白粉病抗性小麥品種中的應(yīng)用。

7、本發(fā)明還提供了上述烏拉爾圖小麥 ndr1/hin1?like基因 tunhl在構(gòu)建白粉病抗性擬南芥材料中的應(yīng)用。

8、本發(fā)明還提供了上述烏拉爾圖小麥 ndr1/hin1?like基因 tunhl在減弱抗病基因 yru1所介導(dǎo)小麥條銹病抗性上的應(yīng)用。

9、進(jìn)一步地，所述小麥品種包括烏拉爾圖小麥pi428309和普通小麥。

10、本發(fā)明的有益效果在于：

11、本發(fā)明在烏拉爾圖小麥pi428309中克隆得到了 ndr1/hin1?like基因 tunhl，它對(duì)于烏拉爾圖小麥pi428309中條銹病抗性基因 yru1發(fā)揮抗性功能是不可或缺的。此外，烏拉爾圖小麥 ndr1/hin1?like基因 tunhl還能在六倍體小麥以及擬南芥中發(fā)揮白粉病抗性功能，說(shuō)明該基因不僅在小麥屬植物，在雙子葉模式植物中也能發(fā)揮抗性作用。綜上，源于烏拉爾圖小麥pi428309的 ndr1/hin1?like基因 tunhl具有小麥條銹病、白粉病抗性功能并且能夠在異源植物擬南芥中發(fā)揮抗性功能，其在植物抗病育種領(lǐng)域存在重要的運(yùn)用價(jià)值。